电气系统接地与接零保护的探讨

董光辉

摘要：近年来，我国电气系统的安全管理受到广泛重视，电气系统接零与接地保护非常简单，保护的水平较高，具有可靠性的特点，作用的范围大，应用寿命较长，已经成为目前电气系统安全保护的重要措施。基于此，本文研究电气系统接地与接零保护的价值，提出几点设置措施，旨在为增强电气系统的接地与接零保护效果提供帮助。

关键词：电气系统；接地；接零保护

电气系统接地与接零保护的过程中应结合电气设备的特点和保护原理，完善整体的保护体系和架构，增强相关的电气系统接地与接零保护效果，充分发挥现代化技术的作用，提升电气系统运行的稳定性和安全性。

1 电气系统接地与接零保护的价值

IT系统，电源变压器中性点不接地，而电气设备外壳采用保护接地。TN系统，电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连，称作保护接零系统，其可以细化以下三种形式：1.TN-C：电源变压器中性点接地，保护零线与工作零线共用，称为三相四线制系统。2.TN-S：工作零线和保护零线从电源端中性点开始完全分开，此系统习惯称为三相五线制系统。3.TN-C-S：整个系统中，工作零线同保护零线是部分共用的，此系统即为局部三相五线制系统。TT系统，电源变压器中性点接地，电气设备外壳采用保护接地其金属外壳直接接地的与电源端接地点无关的接地级，简称保护接地或接地制。IT系统、TT系统、TN系统中，在原则上应推荐使用TN－S系统，继续使用TN－C－S系统，停止推广使用TN－C系统。

目前，在电气系统中接地与接零保护应用的效果较高，如图1所示，T主要是和大地之间相互接触，和大地形成电气衔接的导电体，被称作是接地极，C是接地线，和接地极之间相互连接，具有导体的作用，PE是保护线，将电气系统外露的导电位置M和接地端子B之间相互连接。

图1.接地与接零保护

    在电气系统中应用接地与接零保护的技术，首先，能够有效维护人员生命安全，使得人员在接触电气设备导电部分的情况下，电位能够和大地电位相互接近，即使人员触碰到电气系统带电的部分，也会因为电位较低预防出现电击的安全风险。人员触碰电气设备外壳的过程中，手部和脚部会出现电位差，被称作是接触电压，人员在接地短路点周围区域行走，双脚会出现电位差，被称作是跨步电压，在跨步或是接触电压达到某些数据值的情况下，才会对人员造成生命安全的威胁，而采用接地与接零保护措施，能够避免电压达到危险数据值，维护人员的安全。其次，能够提升电气系统运行的稳定性，通过将电气设备的中性点进行接地接零保护，可以确保电气设备一些部分直接和零线连接，达到接零的目的，形成设备和系统的保护作用。与此同时，在电气设备进行接地保护的过程中，短路电流会经过接地体向着大地扩散，呈现出半球形状的扩散状态，之后所出现的电压降，和接地体之间的距离很小，通常距离在20米之外的区域，电位都和0相互接近，最终达到接零的目的。

2 电气系统接地与接零保护的措施

2.1 做好设计与施工工作

为确保能够在电气系统中合理运用接地与接零的保护方式，应做好系统的设计与施工工作，提升保护的效果。

1）合理进行接地电阻的设置。在保护系统接地电阻设置的过程中，需要结合保护系统的功能特点、电流性质等进行分析，通常情况下，接地电流较低的电气系统中，接地电阻可以设定为4Ω以内，而如果电气系统的接地电流高，就应将接地电阻控制在1Ω之内。如若电气系统中的设备少、整体系统规模小，可直接将接地保护当作是各类设备的防漏电保护基础设施，尽可能利用重复接地的措施，预防出现漏电事故。而如果单纯将接地系统应用在防止雷电方面或是静电方面，就可以将接地电阻设置在30Ω以内。

2）合理进行接地体的选用。保护系统中接地体的选择和应用对系统的使用寿命、接地电阻数据值等都会产生直接影响，需按照具体情况选择应用镀锌钢管类型、镀锌扁钢类型、镀锌角钢类型的接地体，镀锌角钢和钢管具备很高的强度，可以直接锤击在地下区域，并且由于材料本身具有等表面积的特点，接地电阻很低，能够确保保护的效果，适合应用在施工工作中。如果接地施工现场的土壤条件和地质条件非常复杂，存在很多石块或是瓦砾，不能垂直进行接地体的锤击，就应使用镀锌扁钢材料，水平埋设在地下1米之内的位置，起到良好的保护作用。

3）土壤电阻的科学处理。接地与接零保护系统应用的效果，除了会受到接地体的影响之外，也和土壤电阻数据值存在直接联系，通常状况下，如果土壤中含有很多腐殖土、矿物质成分，水分的含量高，土壤的密度很大，电阻就很低，施工期间可在土壤中直接进行接地体的埋设。但是如果土壤的电阻数据值较高，就应利用两只及以上数量的接地体，相互并联处理，减小接地的电阻，并联的间距控制为3米以上，必要的情况下也可以更换电阻很低的土壤，或是在土壤内部设置金属碎屑物质或是木炭物质，降低电阻。如果电气系统中有建筑物或是设施需要共同接地与接零，就要设计环形接地网，确保保护的效果。

4）准确检测接地电阻。完成系统的设计和施工之后，需要进行接地电阻数据值的检测和分析，采用专门的电阻测试仪设备，或是接地摇表设备等完成检测工作，如果系统的电阻数据值不符合设计标准，就应适当提高接地体的应用数量，或是对土壤电阻数据值进行改变，直到整体系统的电阻数值符合设计标准为止。对于应用环形接地网的部分，如果接地电阻数据值小于1Ω，在检测电阻的过程中，要利用电流和电压法进行测试，避免大地电流对检测结果的准确性造成影响，为系统的完善和优化提供依据[1]。

2.2 具体的注意事项

电气系统中采用接地接零保护措施，要合理进行系统的设计和施工，还需明确具体的注意事项，以免发生保护不足的问题。

1）注意整体系统中三相四线制的电源，应该在中性点的位置独立性设置运行效果较高的接地系统，对零线进行重复性接地处理，以免在零线断线之后外壳带电的设备，金属外壳的电压和大点电压相同发生风险隐患问题。

2）注意在相同电气系统之内，不可以出现某些设备保护接地而某些设备保护接零的问题，以免一些设备出现故障问题的情况下导致零线的电位增加，出现触电的安全隐患，必须要确保所有设备都设置接地与接零的保护设施，提升系统设备的安全性。

3）如果在电气系统中需要 进行三眼插座的连接，就不能将插座上面与电源中性线相互连接的孔和接地线孔进行串联，避免由于接零孔的线路折断或者是松动，导致设备金属外壳出现带电的现象。在实际操作的过程中，需要将插座上面和电源中性线连接的孔，和接地线的孔相互分离，利用不同的导线在零线上面并联，以此预防出现安全风险隐患问题[2]。

结语：

    综上所述，电气系统接地与接零保护非常重要，可以提升人员和设备的安全性，因此，在电气系统安全维护的过程中，需要合理采用接地与接零的保护措施，制定完善的设计与施工方案，明确具体的注意事项，将接地系统的电阻数据值和土壤电阻数据值控制在合理范围之内，通过有效的措施进行电阻的调整，达到预期的保护目的。

参考文献：

[1] 许伟. 浅谈电气设备的保护接地与保护接零[J]. 四川水泥,2020，23(9):51-52.

[2] 马海斌,马钰杰,郭强,等. 保护接地与保护接零混用的危害性探讨[J]. 电力系统装备,2022，11(2):78-80.

作者简介：董光辉、男、1979年，中国石油大学（华东）、汉、山东省东营市、本科、高级工程师（电气安装）、研究方向：电气及自动化安全技术。